پلی اتیلن متقاطع (XLPE) به دلیل خاصیت الکتریکی و مکانیکی عالی ، در مواد عایق کابل ولتاژ بالا کاربرد گسترده ای دارد. واکنش متقاطع پراکسید فرایند سنتی است که برای سنتز عایق کابل پلی اتیلن با ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، این فرایند دارای معایب مختلفی است (e.g.، سرعت آهسته تولید ، مصرف زیاد انرژی ، اتصال متقابل مواد روی سطح اکستروژن در دوره های طولانی تولید می میرد).
فرایند اتصال تابش ماوراء بنفش (UV) ممکن است کاندیدای ساخت مواد کابل ولتاژ بالا XLPE شود. با کمک یک مبتکر عکس ، انرژی اشعه ماوراء بنفش می تواند به راحتی به دیواره عایق نفوذ کرده و در صورت اتصال متقاطع القا شود. دیواره عایق شفاف است زیرا بلورهای پلی اتیلن پس از گرم شدن توسط اکستروژن ذوب می شوند.
از مزایای عبور UV نسبت به فرآیند سنتی می توان به سرعت سریع پردازش ، منطقه تابش کوچک ، صرفه جویی در مصرف انرژی اشاره کرد و تولید آن حساس به دما نیست. بررسی های تجربی نشان داده است که میزان واکنش متقاطع پرتوی اشعه ماوراء بنفش نه تنها تحت تأثیر قدرت ، طیف تابش لامپ جیوه و سیستم ترکیبی از دیود ساطع کننده اشعه ماوراء بنفش (LED) بلکه همچنین نوع و محتوای فتووینیتور و crosslinker است. .
با استفاده از ایزوسیانورات triall crosslinker چند منظوره (TAIC) ، فرایند اتصال متقابل پلی اتیلناز طريقتابش اشعه ماوراء بنفش می تواند به اندازه میلی ثانیه ثانیه باشد ، در حالی که میزان اتصال به هم متصل فقط در مقیاس زمانی دقیقه با استفاده از تنها فوتووینیتور است.
با این حال ، مکانیسم واکنش پلی اتیلن متقاطع استاز طريقتابش اشعه ماوراء بنفش در سطح اتمی و مولکولی تاکنون کاملاً واضح نیست ، خصوصاً با استفاده از یک crosslinker. بنابراین ، برای روشن شدن واکنشهای شیمیایی رخ داده در طول تابش اشعه ماوراء بنفش اتصال متقاطع پلی اتیلن برای تولید مواد عایق دیواری برای کابلهای ولتاژ بالا ، نقش ایفا شده توسط کراس لیکر را باید به روشنی درک کرد.
تحت یک میدان الکتریکی بالا و واگرا ، تخلیه جزئی و خرابی عایق اغلب توسط درختکاری الکتریکی آغاز می شود.
ولتاژ نامی کابل های برق عایق XLPE به 500 کیلو ولت محدود می شود حتی اگر XLPE با فناوری فوق العاده تمیز ساخته شود. تحقیقات نشان داده است که برخی ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای آلی یا ساختارهایی مانند بنزوفنون ، که به عنوان تثبیت کننده ولتاژ عمل می کنند ، می توانند مقاومت به درختکاری الکتریکی را به طور موثری افزایش دهند.
گروه ما با استفاده از مطالعات نظری ابتدا مکانیسم های ترکیبات کربونیل معطر را به عنوان تثبیت کننده ولتاژ برای افزایش مقاومت در برابر خرابی الکتریکی XLPE در سال 2013 توضیح داد. آستوفنون نمونه ای از ترکیب کربونیل معطر است که می تواند به عنوان تثبیت کننده ولتاژ عمل کند. با این حال ، به راحتی از ماتریس پلیمری مهاجرت می کند. بنابراین ، ترکیبات کربونیل معطر و بنزیل از نوع با زنجیره آلکوکسی بزرگتر می توانند به طور موثری سازگاری را با ماتریس پلی اتیلن افزایش دهند و سطح شروع تولید الکتریکی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند.
این ما را الهام بخش برای بررسی اینکه آیا زنجیره های پلی اتیلن را می توان با مولکول های تثبیت کننده ولتاژ پیوند زد تا محصولات ثابت را در طی فرآیند اتصال متقاطع اشعه ماوراء بنفش برای ساخت مواد عایق XLPE با عملکرد عایق دائمی پیوند زد.